JP5347809B2

JP5347809B2 - rice cooker

Info

Publication number: JP5347809B2
Application number: JP2009178598A
Authority: JP
Inventors: 英樹両角; 純輝能瀬; 晴俊中▲崎▼; 融新山; 誠一高椋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: JP2011030683A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve detection precision for both end voltages of a semiconductor switching element regardless of action frequency of a heating coil. <P>SOLUTION: The rice cooker includes an inverter circuit 3 having a semiconductor switching element 5 connected to the heating coil 2 for induction-heating the pot, a rectifier circuit 8 rectifying AC power 7 and feed the power to the inverter circuit 3, a both end voltage detection circuit 12 detecting both end voltages of the semiconductor switching element 5, a control part 13 on-off controlling the semiconductor switching element 5, and a frequency detection part 22 detecting the action frequency of the heating coil 2. The control part 13 sets an upper limit value 23 for both end voltages of the semiconductor switching element 5, corrects the output voltage of both end voltage detection circuit 12 in accordance with the frequency detected by the frequency detection part 22, and sets on-time for the semiconductor switching element 5 not to allow the corrected value to exceed the upper limit value of both end voltages. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般家庭で使用する誘導加熱を利用した炊飯器に関するものである。 The present invention relates to a rice cooker using induction heating used in general households.

従来、この種の炊飯器は鍋を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルをオンオフする半導体スイッチング素子を有するインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御回路を備え、制御回路は半導体スイッチング素子に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、半導体スイッチング素子のスイッチング周波数を検出する周波数検出手段とを有し、周波数検出手段の検出した周波数に応じた基準値と電圧検出手段により検出された値とを比較して規定の負荷であるか否かを検出する負荷判定手段を有するものがあった（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, this type of rice cooker has a heating coil for induction heating of a pan, an inverter circuit having a semiconductor switching element for turning on and off the heating coil, and a control circuit for controlling the inverter circuit, and the control circuit is applied to the semiconductor switching element. Voltage detecting means for detecting the voltage to be detected and frequency detecting means for detecting the switching frequency of the semiconductor switching element, and a reference value corresponding to the frequency detected by the frequency detecting means and a value detected by the voltage detecting means. Some have load determination means for detecting whether or not the load is a prescribed load (for example, see Patent Document 1).

このような構成にすることで、半導体素子のスイッチング周波数は同期信号をマイクロコンピュータが検出するので部品のばらつき関係なく精度よく検出でき、このスイッチング周波数に応じて基準値を設けるので、電圧検出手段の検出した値を比較することで精度よく負荷判定を行うことができ、アルミ鍋のような高周波で動作する異鍋を検出できると記述されている。 With this configuration, the switching frequency of the semiconductor element is detected by the microcomputer so that the synchronization signal can be accurately detected regardless of component variations, and a reference value is provided according to this switching frequency. It is described that it is possible to accurately determine the load by comparing the detected values, and to detect a different pan operating at a high frequency such as an aluminum pan.

特開平８−１１７０９２号公報JP-A-8-117092

しかしながら、前記従来の構成では、根本的に電圧検出手段の周波数特性を考慮しておらず、アルミ鍋を誘導加熱した時の動作周波数帯域では、電圧検出手段の出力電圧が減衰してしまい、精度よく半導体スイッチング素子の両端電圧を検出できないという課題を有していた。 However, in the conventional configuration, the frequency characteristics of the voltage detection means are not fundamentally considered, and the output voltage of the voltage detection means is attenuated in the operating frequency band when the aluminum pan is induction-heated. It often has a problem that the voltage across the semiconductor switching element cannot be detected.

また、電圧検出手段の周波数特性を高周波まで減衰しない構成にするように考慮したとしても、電圧検出手段の回路構成が複雑になるという課題や、電圧検出手段の雑音に対する感度が高くなり、半導体スイッチング素子の両端電圧を誤検出するという課題を有していた。 Further, even if the frequency characteristics of the voltage detection means are considered not to be attenuated to a high frequency, the circuit configuration of the voltage detection means is complicated, the sensitivity of the voltage detection means to noise increases, and semiconductor switching There was a problem of erroneously detecting the voltage across the element.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、半導体スイッチング素子の両端電圧を精度よく検出し、半導体スイッチング素子の最大電圧定格を超えないように制御することで、信頼性の高い炊飯器を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and accurately detects the voltage across the semiconductor switching element and controls it so as not to exceed the maximum voltage rating of the semiconductor switching element. The purpose is to provide.

前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに接続した半導体スイッチング素子を有するインバータ回路と、交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路と、前記半導体スイッチング素子の両端電圧を検出する両端電圧検出回路と、前記半導体スイッチング素子をオンオフ制御する制御部と、前記加熱コイルの動作周波数を検出する周波数検出部を有し、前記インバータ回路は前記半導体スイッチング素子をオンオフして前記加熱コイルに高周波電流を供給し、前記制御部は前記半導体スイッチング素子の両端電圧の上限値を設定するとともに前記両端電圧検出回路の出力値を前記交流電源のピーク値より前のタイミングで読み込み、前記周波数検出部の検出した周波数に応じて前記両端電圧検出回路の出力電圧を補正し、この補正値が両端電圧の上限値を超えないように前記半導体スイッチング素子のオン時間を設定するものである。 In order to solve the conventional problems, a rice cooker according to the present invention includes a heating coil that induction-heats a pot, an inverter circuit that includes a semiconductor switching element connected to the heating coil, and an AC circuit that rectifies an AC power source. A rectifier circuit for supplying power; a voltage detection circuit for detecting voltage across the semiconductor switching element; a control unit for controlling on / off of the semiconductor switching element; and a frequency detection unit for detecting an operating frequency of the heating coil. The inverter circuit turns on and off the semiconductor switching element to supply a high-frequency current to the heating coil, and the control unit sets an upper limit value of a voltage across the semiconductor switching element and outputs an output value of the voltage sensing circuit across the terminal. the reading from the peak value of the AC power supply in the previous timing, and detection of the frequency detector The output voltage of the voltage across the detection circuit is corrected in accordance with the wave number, the correction value is used to set the on-time of the semiconductor switching element so as not to exceed the upper limit value of the voltage across.

これによって、動作周波数に応じて、前記両端電圧検出回路の出力電圧を補正するので、前記両端電圧検出回路の周波数特性を考慮することが可能となり、前記両端電圧検出回路が高周波帯域で減衰する傾向があっても、その減衰分を補正して精度よく前記半導体スイッチング素子の両端電圧を検出できる。 As a result, the output voltage of the both-end voltage detection circuit is corrected according to the operating frequency, so that it is possible to consider the frequency characteristics of the both-end voltage detection circuit, and the both-end voltage detection circuit tends to attenuate in a high frequency band. Even if there is, it is possible to accurately detect the voltage across the semiconductor switching element by correcting the attenuation.

本発明の炊飯器は、電圧検出手段の周波数特性を考慮して半導体スイッチング素子の両端電圧を精度よく検出し、半導体スイッチング素子の両端電圧が最大定格電圧を超えないようにすることができ、信頼性の高い炊飯器を提供することができる。 The rice cooker of the present invention can accurately detect the voltage across the semiconductor switching element in consideration of the frequency characteristics of the voltage detection means, and can prevent the voltage across the semiconductor switching element from exceeding the maximum rated voltage. A highly reliable rice cooker can be provided.

本発明の実施の形態１における炊飯器の主要部ブロック図Main part block diagram of rice cooker in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１における炊飯器の要部断面構成図Cross-sectional configuration diagram of main parts of the rice cooker in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態１における加熱コイルの動作周波数と両端電圧検出回路の出力電圧の関係を示したグラフThe graph which showed the relationship between the operating frequency of the heating coil in Embodiment 1 of this invention, and the output voltage of a both-ends voltage detection circuit 本発明の実施の形態１における半導体スイッチング素子のオン時間と加熱コイルの動作周波数の関係を示したグラフThe graph which showed the relationship between the ON time of the semiconductor switching element in Embodiment 1 of this invention, and the operating frequency of a heating coil 本発明の実施の形態１における半導体スイッチング素子のオン時間と交流電源から供給される入力電流の関係を示したグラフThe graph which showed the relationship between the ON time of the semiconductor switching element in Embodiment 1 of this invention, and the input current supplied from AC power supply 本発明の実施の形態１における半導体スイッチング素子のオン時間がＴｏｎ２の時の（ａ）はオン時間設定部の８ｂｉｔ出力波形図（ｂ）はパルス発生部の出力波形図（ｃ）は半導体スイッチング素子に流れる電流波形図（ｄ）は（ＣＥ）端子の電圧波形と（Ｃ２）端子の電圧波形図（ｅ）は同期信号発生回路の出力波形図（ｆ）は加熱コイルに流れる電流波形図When the on-time of the semiconductor switching element in the first embodiment of the present invention is Ton2, (a) is an 8-bit output waveform diagram of the on-time setting unit (b) is an output waveform diagram of the pulse generating unit (c) is the semiconductor switching device (D) is a voltage waveform diagram at the (CE) terminal, and (e) is an output waveform diagram of the synchronization signal generating circuit (f) is a current waveform diagram flowing through the heating coil. 本発明の実施の形態１における半導体スイッチング素子のオン時間がＴｏｎ３の時の（ａ）はオン時間設定部の８ｂｉｔ出力波形図（ｂ）はパルス発生部の出力波形図（ｃ）は半導体スイッチング素子に流れる電流波形図（ｄ）は（ＣＥ）端子の電圧波形と（Ｃ２）端子の電圧波形図（ｅ）は同期信号発生回路の出力波形図（ｆ）は加熱コイルに流れる電流波形図When the on-time of the semiconductor switching element in the first embodiment of the present invention is Ton3, (a) is an 8-bit output waveform diagram of the on-time setting unit, (b) is an output waveform diagram of the pulse generating unit, and (c) is a semiconductor switching device. (D) is a voltage waveform diagram at the (CE) terminal, and (e) is an output waveform diagram of the synchronization signal generating circuit (f) is a current waveform diagram flowing through the heating coil. 本発明の実施の形態１における（ａ）は交流電源の両端電圧波形図（ｂ）は零電圧同期信号出力回路の出力パルス波形図（ｃ）はオン時間設定部が設定するオン時間波形図（ｄ）は両端電圧検出回路の出力するアナログ電圧波形図（ｅ）はＩＧＢＴのコレクタ電圧（ＣＥ）端子の包絡線波形図(A) in Embodiment 1 of the present invention is a voltage waveform diagram of both ends of an AC power source (b) is an output pulse waveform diagram of a zero voltage synchronization signal output circuit (c) is an on-time waveform diagram set by an on-time setting unit ( d) is an analog voltage waveform diagram output from the both-end voltage detection circuit (e) is an envelope waveform diagram of the collector voltage (CE) terminal of the IGBT. 本発明の実施の形態１における（ａ）は温度検知部が検知した鍋底温度のタイムチャート（ｂ）はスイッチング手段のオン時間のタイムチャート(A) in Embodiment 1 of the present invention is a time chart of the bottom temperature detected by the temperature detector (b) is a time chart of the ON time of the switching means 本発明の実施の形態２における炊飯器の主要部ブロック図Main part block diagram of rice cooker in Embodiment 2 of this invention

第１の発明は鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに接続した半導体スイッチング素子を有するインバータ回路と、交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路と、前記半導体スイッチング素子の両端電圧を検出する両端電圧検出回路と、前記半導体スイッチング素子をオンオフ制御する制御部と、前記加熱コイルの動作周波数を検出する周波数検出部を有し、前記インバータ回路は前記半導体スイッチング素子をオンオフして前記加熱コイルに高周波電流を供給し、前記制御部は前記半導体スイッチング素子の両端電圧の上限値を設定するとともに前記両端電圧検出回路の出力値を前記交流電源のピーク値より前のタイミングで読み込み、前記周波数検出部の検出した周波数に応じて前記両端電圧検出回路の出力電圧を補正し、この補正値が両端電圧の上限値を超えないように前記半導体スイッチング素子のオン時間を設定することにより、動作周波数に応じて、前記両端電圧検出回路の出力電圧を補正するので、前記両端電圧検出回路の周波数特性を考慮することが可能となり、前記両端電圧検出回路が高周波帯域で減衰する傾向があっても、その減衰分を補正して精度よく前記半導体スイッチング素子の両端電圧を検出
でき、例えばアルミ鍋のように通常炊飯器用に準備されている鍋より高周波の動作周波数で前記インバータ回路が動作する場合でも前記半導体スイッチング素子の両端電圧が最大定格電圧を超えないように制御することができる。 A first invention is a heating coil for induction heating a pan, an inverter circuit having a semiconductor switching element connected to the heating coil, a rectifying circuit for rectifying an AC power source and supplying power to the inverter circuit, and a semiconductor switching element. A voltage detection circuit for detecting a voltage between both ends, a control unit for controlling on / off of the semiconductor switching element, and a frequency detection unit for detecting an operating frequency of the heating coil, wherein the inverter circuit turns on and off the semiconductor switching element. The high frequency current is supplied to the heating coil, and the control unit sets an upper limit value of the voltage across the semiconductor switching element and reads the output value of the voltage detection circuit at a timing before the peak value of the AC power supply. , out of the voltage across the detection circuit in response to the detected frequency of said frequency detecting unit By correcting the voltage and setting the ON time of the semiconductor switching element so that the correction value does not exceed the upper limit value of the both-end voltage, the output voltage of the both-end voltage detection circuit is corrected according to the operating frequency. The frequency characteristics of the both-end voltage detection circuit can be taken into account, and even if the both-end voltage detection circuit tends to attenuate in a high frequency band, the attenuation is corrected and the both-end voltage of the semiconductor switching element is accurately detected. For example, even when the inverter circuit operates at a higher operating frequency than a pan normally prepared for a rice cooker such as an aluminum pan, the voltage across the semiconductor switching element is controlled so as not to exceed the maximum rated voltage. can do.

第２の発明は、特に、第１の発明の周波数検出部が、制御部が制御する半導体スイッチング素子のスイッチング周波数に基づいて加熱コイルの動作周波数を検出することにより、制御部を構成するマイクロコンピュータが前記半導体スイッチング素子のオンするタイミングの周期を計測することで動作周波数を検出できるので、マイクロコンピュータのクロック周波数を利用して検出することができ、前記加熱コイルの動作周波数を検出するために回路を設ける必要がなく、この回路のバラつきをなくすことができ、精度良く前記加熱コイルの動作周波数を検出することができる。 In the second invention, in particular, the microcomputer constituting the control unit by detecting the operating frequency of the heating coil based on the switching frequency of the semiconductor switching element controlled by the control unit by the frequency detection unit of the first invention. Since the operating frequency can be detected by measuring the cycle of the turning-on timing of the semiconductor switching element, it can be detected using the clock frequency of the microcomputer, and a circuit for detecting the operating frequency of the heating coil It is not necessary to provide this, and variations in this circuit can be eliminated, and the operating frequency of the heating coil can be detected with high accuracy.

第３の発明は、特に、第１の発明の周波数検出部が、制御部が設定する半導体スイッチング素子のオン時間に基づいて加熱コイルの動作周波数を検出することにより、前記半導体スイッチング素子のオン時間のデータを利用できるので、前記加熱コイルの動作周波数を検出するための回路を設ける必要がなく、この回路のバラつきをなくすことができ、精度よく前記インバータ回路の動作周波数を検出することができ、また、回路構成を簡単にできるので、実装面積を小さくし、コンパクトな炊飯器を提供できる。 In the third invention, in particular, the frequency detection unit of the first invention detects the operating frequency of the heating coil based on the on-time of the semiconductor switching element set by the control unit, so that the on-time of the semiconductor switching element. Therefore, it is not necessary to provide a circuit for detecting the operating frequency of the heating coil, variation in this circuit can be eliminated, and the operating frequency of the inverter circuit can be detected with high accuracy. In addition, since the circuit configuration can be simplified, the mounting area can be reduced and a compact rice cooker can be provided.

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の炊飯器が、交流電源の零電圧を検出し制御部に同期信号を出力する零電圧同期信号出力回路を有し、前記制御部は前記零電圧同期信号出力回路の同期信号から所定時間経過後に、両端電圧検出回路の出力電圧を読み込むことにより、両端電圧検出回路が両端電圧のピーク値近傍で検出することができる。また、両端電圧検出回路の出力電圧のピーク保持時間を短くしても読み込みタイミングを設定することで確実にピーク保持時間内に出力電圧を読み込むことができる。つまり、両端電圧検出回路の出力電圧のピーク値を精度良く読み込むことで半導体スイッチング素子の両端電圧を精度よく検出することができ、半導体スイッチング素子の両端電圧が最大定格電圧を超えないように制御することができる。 In particular, the rice cooker according to any one of the first to third aspects includes a zero voltage synchronization signal output circuit that detects a zero voltage of the AC power supply and outputs a synchronization signal to the control unit, The control unit reads the output voltage of the both-end voltage detection circuit after a predetermined time has elapsed from the synchronization signal of the zero-voltage synchronization signal output circuit, so that the both-end voltage detection circuit can detect near the peak value of the both-end voltage. Even if the peak holding time of the output voltage of the both-end voltage detection circuit is shortened, the output voltage can be reliably read within the peak holding time by setting the reading timing. In other words, it is possible to accurately detect the voltage across the semiconductor switching element by accurately reading the peak value of the output voltage of the voltage detection circuit across the terminals, and control so that the voltage across the semiconductor switching element does not exceed the maximum rated voltage. be able to.

第５の発明は、特に、第４の発明の制御部が、零電圧同期信号出力回路の同期信号から交流電源の電源周波数を検出し、前記制御部は検出した電源周波数に応じて、前記零電圧同期信号出力回路の同期信号から両端電圧検出回路の出力電圧を読み込む時間を切り替えることにより、電源周波数が変わっても、電源電圧ピーク近傍で半導体スイッチング素子の両端電圧を検出することができるので、前記半導体スイッチング素子の両端電圧が最大定格を超えないように制御することができる。 In the fifth aspect of the invention, in particular, the control unit of the fourth aspect of the invention detects the power supply frequency of the AC power supply from the synchronization signal of the zero voltage synchronization signal output circuit, and the control unit detects the zero frequency according to the detected power supply frequency. By switching the time to read the output voltage of the voltage detection circuit from the synchronization signal of the voltage synchronization signal output circuit, the voltage across the semiconductor switching element can be detected near the power supply voltage peak even if the power supply frequency changes. The voltage across the semiconductor switching element can be controlled so as not to exceed the maximum rating.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の主要部ブロック図を示すものである。 (Embodiment 1)
FIG. 1: shows the principal part block diagram of the rice cooker in the 1st Embodiment of this invention.

図１において、鍋１は特に図示していないが、磁性金属や非磁性金属を複数用いた積層体で構成されている。 In FIG. 1, the pan 1 is not particularly shown, but is composed of a laminated body using a plurality of magnetic metals and nonmagnetic metals.

加熱コイル２は、特に図示していないが鍋１の底面の中央部に対向した第一の加熱コイ
ルと、鍋１の底面のコーナー部に対向した第二の加熱コイルで構成される。 Although not shown in particular, the heating coil 2 includes a first heating coil that faces the center of the bottom surface of the pan 1 and a second heating coil that faces the corner portion of the bottom surface of the pan 1.

この第一の加熱コイルと第二の加熱コイルは電気的に直列接続している。 The first heating coil and the second heating coil are electrically connected in series.

特に図示しないが、第一の加熱コイルは渦巻き状の形状をしており、鍋１の底面中央部に一定の距離で配置される。第二の加熱コイルは第一の加熱コイルの同心円状の外側に配置され、鍋１の底面のコーナー部に一定の距離をおいて配置されている。 Although not particularly illustrated, the first heating coil has a spiral shape and is arranged at a certain distance in the center of the bottom surface of the pan 1. The second heating coil is disposed on the concentric outer side of the first heating coil, and is disposed at a certain distance from the corner portion of the bottom surface of the pan 1.

加熱コイル２は複数の銅線を束ねたリッツ線を更に２０数本で撚った線で構成されており、高周波電流が流れた時の電流分布を均一にしている。 The heating coil 2 is constituted by a wire obtained by twisting more than 20 litz wires, each of which is a bundle of a plurality of copper wires, and makes the current distribution uniform when a high-frequency current flows.

インバータ回路３は、コンデンサ４と半導体スイッチング素子５とダイオード６で構成されている。インバータ回路３は、半導体スイッチング素子５をオンオフして、後述する加熱コイル２とコンデンサ３で構成される共振回路の加熱コイル２に高周波電力を供給し、鍋１を誘導加熱する。 The inverter circuit 3 includes a capacitor 4, a semiconductor switching element 5, and a diode 6. The inverter circuit 3 turns on and off the semiconductor switching element 5 to supply high-frequency power to the heating coil 2 of the resonance circuit composed of the heating coil 2 and the capacitor 3 described later, thereby inductively heating the pot 1.

コンデンサ４は、図１に示すように加熱コイル２に並列接続している。本実施例では高周波電流が流れても損失の少ないポリプロピレンコンデンサを使用している。 The capacitor 4 is connected in parallel to the heating coil 2 as shown in FIG. In this embodiment, a polypropylene capacitor is used which has little loss even when a high frequency current flows.

半導体スイッチング素子５は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体素子で構成されている。ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴは耐圧が高く、高周波のスイッチングが可能で、ゲート端子に電圧を印加することで大電流を流すことができるので、パワートランジスタに比べ省電力で大電流を流すことができるという利点がある。なお、本実施例では、この半導体素子にＩＧＢＴを使用している。 The semiconductor switching element 5 is composed of a semiconductor element such as a MOSFET or an IGBT. MOSFETs and IGBTs have high withstand voltage, can be switched at high frequency, and can flow a large current by applying a voltage to the gate terminal. Therefore, there is an advantage that a large current can be flowed with less power than a power transistor. is there. In this embodiment, an IGBT is used for this semiconductor element.

ダイオード６は、半導体スイッチング素子５の電流方向とは逆方向に電流が流れるように並列接続されている。 The diodes 6 are connected in parallel so that a current flows in a direction opposite to the current direction of the semiconductor switching element 5.

一般的にこのようなインバータ回路の構成は、加熱コイル２とコンデンサ３で並列共振回路を構成しているため、１石電圧共振形インバータといわれている。 Generally, such a configuration of the inverter circuit is called a one-stone voltage resonance type inverter because the heating coil 2 and the capacitor 3 form a parallel resonance circuit.

交流電源７は、炊飯器に電力を供給するもので、交流電源７の電源周波数は、東日本地域では５０Ｈｚ、西日本地域では６０Ｈｚとなっている。 The AC power supply 7 supplies power to the rice cooker, and the power supply frequency of the AC power supply 7 is 50 Hz in the eastern Japan region and 60 Hz in the western Japan region.

整流回路８は、ダイオードブリッジ９、コイル１０、コンデンサ１１で構成されている。ここで、コンデンサ１１の容量は数μＦと小さく、加熱コイル２に電流を流すとリプルが生じる。本実施例では、このリプル電圧波形は交流電源７を全波整流した時の電圧波形と同じとなる。 The rectifier circuit 8 includes a diode bridge 9, a coil 10, and a capacitor 11. Here, the capacity of the capacitor 11 is as small as several μF, and ripple occurs when a current is passed through the heating coil 2. In this embodiment, this ripple voltage waveform is the same as the voltage waveform when the AC power supply 7 is full-wave rectified.

両端電圧検出回路１２は、半導体スイッチング素子５の両端電圧を検出する回路で、（ＣＥ）端子を複数の抵抗により所定の分圧比で分圧した抵抗分圧回路と、この抵抗分圧回路の出力電圧をピークホールドするためのエミッタフォロア回路で構成され、アナログ電圧を出力する。 The both-end voltage detection circuit 12 is a circuit that detects a voltage across the semiconductor switching element 5, a resistance voltage dividing circuit that divides the (CE) terminal by a plurality of resistors at a predetermined voltage dividing ratio, and an output of the resistance voltage dividing circuit It consists of an emitter follower circuit for peak-holding the voltage and outputs an analog voltage.

制御部１３は、マイクロコンピュータ１４、同期信号発生回路１５、駆動回路１６により構成されており、半導体スイッチング素子５をオンオフ制御する。 The control unit 13 includes a microcomputer 14, a synchronization signal generation circuit 15, and a drive circuit 16, and performs on / off control of the semiconductor switching element 5.

マイクロコンピュータ１４は、多数のカウンタ機能やタイマー機能を利用して、オン時間設定部１９、パルス発生部２０、パルス発生部２０の動作周波数を検出する周波数検出部２２、周波数検出部２２の検出周波数に応じて両端電圧検出回路１２の出力電圧値を補
正する両端電圧補正部２１を構成している。また、半導体スイッチング素子５の両端電圧上限値２３を予めＲＯＭによって記憶している。オン時間設定部１９は両端電圧補正部２１の出力値と両端電圧上限値２３を比較してオン時間を設定する。オン時間設定部１９は最小オン時間Ｔｏｎ１と最大オン時間Ｔｏｎ４の範囲内でオン時間を設定する。 The microcomputer 14 uses a large number of counter functions and timer functions to detect an on-time setting unit 19, a pulse generation unit 20, a frequency detection unit 22 that detects the operating frequency of the pulse generation unit 20, and a detection frequency of the frequency detection unit 22. Accordingly, a both-end voltage correction unit 21 that corrects the output voltage value of the both-end voltage detection circuit 12 is configured. Further, the voltage upper limit value 23 across the semiconductor switching element 5 is stored in advance in the ROM. The on-time setting unit 19 compares the output value of the both-end voltage correction unit 21 and the both-end voltage upper limit value 23 to set the on-time. The on-time setting unit 19 sets the on-time within the range of the minimum on-time Ton1 and the maximum on-time Ton4.

パルス発生部２０は、同期信号発生回路１５の同期信号を検知すると、設定されたオン時間のハイパルスを駆動回路１６に出力する。ここで、マイクロコンピュータ１４は８ＭＨｚ発振子と３２．７２８ｋＨｚ発振子で動作する。従って、マイクロコンピュータ１４で構成されるパルス発生部２０のハイパルス幅の最小設定単位は、８ＭＨｚ発振子で設定される最小周期である０．１２５μｓ単位で制御される。つまり、オン時間設定部１９が出力データ（８ｂｉｔ）を１ｄｉｇｉｔ変更すると、パルス発生部２０のハイパルス幅が０．１２５μｓ変化するようになっている。マイクロコンピュータ１４はそのほかにも表示部を制御する機能や、時計表示を行う計時機能、炊飯工程を制御する炊飯工程制御機能などを構成している。 When the pulse generation unit 20 detects the synchronization signal of the synchronization signal generation circuit 15, the pulse generation unit 20 outputs a high pulse of the set on time to the drive circuit 16. Here, the microcomputer 14 operates with an 8 MHz oscillator and a 32.728 kHz oscillator. Therefore, the minimum setting unit of the high pulse width of the pulse generator 20 constituted by the microcomputer 14 is controlled in units of 0.125 μs which is the minimum period set by the 8 MHz oscillator. That is, when the on-time setting unit 19 changes the output data (8 bits) by 1 digit, the high pulse width of the pulse generation unit 20 is changed by 0.125 μs. In addition, the microcomputer 14 constitutes a function for controlling the display unit, a timekeeping function for displaying a clock, a rice cooking process control function for controlling the rice cooking process, and the like.

同期信号発生回路１５は、コンパレータや抵抗分圧回路などで構成され、（Ｃ２）端子を所定の比率で抵抗分圧した電圧と、（ＣＥ）端子を所定の比率で抵抗分圧した電圧をコンパレータによって比較し、（Ｃ２）端子の分圧電圧の方が高いときにハイ信号をマイクロコンピュータ１４に出力し、（Ｃ２）端子の分圧電圧の方が低いときにロー信号をマイクロコンピュータ１４に出力する。 The synchronization signal generation circuit 15 is composed of a comparator, a resistance voltage dividing circuit, and the like, and compares the voltage obtained by dividing the (C2) terminal by a predetermined ratio and the voltage obtained by dividing the (CE) terminal by a predetermined ratio. The high signal is output to the microcomputer 14 when the divided voltage at the terminal (C2) is higher, and the low signal is output to the microcomputer 14 when the divided voltage at the terminal (C2) is lower. To do.

駆動回路１６は、特に図示しないがＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタで構成されたプッシュプル回路で構成され、マイクロコンピュータ１４が構成するパルス発生部２０の出力がハイの間、半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴのゲート端子に電圧を印加し、ＩＧＢＴをオンし、パルス発生部２０がロー出力しているときはＩＧＢＴのゲート端子の電圧を０Ｖにして、ＩＧＢＴをオフにする。なお、これは一例でプッシュプル回路を構成する部品はＭＯＳＦＥＴなどで構成しても構わない。 The drive circuit 16 is composed of a push-pull circuit composed of an NPN transistor and a PNP transistor (not shown), and an IGBT that constitutes the semiconductor switching element 5 while the output of the pulse generator 20 constituted by the microcomputer 14 is high. A voltage is applied to the gate terminal of the transistor, the IGBT is turned on, and when the pulse generator 20 is outputting low, the voltage of the gate terminal of the IGBT is set to 0 V and the IGBT is turned off. Note that this is an example, and the components constituting the push-pull circuit may be constituted by MOSFETs or the like.

入力操作部１７は、複数のモーメンタリスイッチで構成されている。各スイッチが使用者により押されると、マイクロコンピュータ１４はスイッチが押されたことを検出し、各スイッチに応じて、所定の動作をおこなう。 The input operation unit 17 includes a plurality of momentary switches. When each switch is pressed by the user, the microcomputer 14 detects that the switch has been pressed, and performs a predetermined operation in accordance with each switch.

表示部１８は、ＬＣＤと、赤、緑、橙などの複数のＬＥＤで構成されている。マイクロコンピュータ１４は、炊飯中や保温中などの炊飯器の状態に応じて、ＬＣＤの表示内容や点灯するＬＥＤを設定している。ＬＣＤの表示内容としては、現在時刻の表示や、炊飯終了までの時間の表示、保温経過時間の表示などがある。 The display unit 18 includes an LCD and a plurality of LEDs such as red, green, and orange. The microcomputer 14 sets the display content of the LCD and the LED to be lit according to the state of the rice cooker such as during rice cooking or heat insulation. The display content of the LCD includes a display of the current time, a display of the time until the end of cooking rice, a display of the heat retention elapsed time, and the like.

零電圧同期信号出力回路２４は、特に図示していないが、交流電源７の（ｕ）極が抵抗を介してトランジスタのベース端子に接続している。このトランジスタのコレクタ端子は交流電源７からスイッチング電源を介して生成される５Ｖ電源と、抵抗を介して接続しており、（ｕ）極の電位がもう一方の極より高いときにローを、低いときにハイをマイクロコンピュータ１４に出力する。マイクロコンピュータ１４はこの出力信号に同期して、両端電圧検出回路１２の電圧を入力し、両端電圧補正部２１でこの電圧を補正し、両端電圧上限値２３と比較して、オン時間設定部１９のオン時間の設定を行う。またマイクロコンピュータ１４は零電圧同期信号出力回路２４の出力信号に同期して、現在時刻の表示や、炊飯制御に関する処理などを開始する。 The zero voltage synchronization signal output circuit 24 is not particularly shown, but the (u) pole of the AC power supply 7 is connected to the base terminal of the transistor via a resistor. The collector terminal of this transistor is connected to a 5V power source generated from the AC power source 7 via a switching power source via a resistor. (U) Low when the potential of the pole is higher than the other pole, low Sometimes high is output to the microcomputer 14. The microcomputer 14 inputs the voltage of the both-end voltage detection circuit 12 in synchronization with this output signal, corrects this voltage by the both-end voltage correction unit 21, and compares it with the upper-end voltage upper limit value 23, and compares it with the on-time setting unit 19. Set the ON time of. Further, the microcomputer 14 starts display of the current time, processing related to rice cooking control, and the like in synchronization with the output signal of the zero voltage synchronization signal output circuit 24.

以上のように本実施の形態の炊飯器では、半導体スイッチング素子５の動作周波数に相当する値としてパルス発生部２０の動作周波数を検出し、この検出した動作周波数に応じて両端電圧検出回路１２の出力電圧を補正している。 As described above, in the rice cooker of the present embodiment, the operating frequency of the pulse generator 20 is detected as a value corresponding to the operating frequency of the semiconductor switching element 5, and the voltage detection circuit 12 of the both-end voltage detection circuit 12 is detected according to the detected operating frequency. The output voltage is corrected.

図２は本発明の第１の実施の形態の炊飯器の要部断面構成図である。図面を簡潔にするために、電気的接続のためのリード線や、部品を固定するためのネジは省略している。 FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of a main part of the rice cooker according to the first embodiment of the present invention. In order to simplify the drawing, lead wires for electrical connection and screws for fixing components are omitted.

図２において、炊飯器のボディ（本体）３１には、その上面を覆う蓋３２が開閉自在に設置されている。ボディ３１の収納部３３は、その底部と側面部に加熱コイル２を配設し、加熱コイル２の外周側に放射状にフェライトコア３４を配設する。加熱コイル２は鍋１の底部の中心の略真下に中心を有する巻き線である。 In FIG. 2, a lid (32) covering the upper surface of the body (main body) 31 of the rice cooker is openably and closably installed. The housing portion 33 of the body 31 has the heating coil 2 disposed on the bottom and side portions thereof, and the ferrite cores 34 are disposed radially on the outer peripheral side of the heating coil 2. The heating coil 2 is a winding having a center substantially directly below the center of the bottom of the pan 1.

鍋１は、ステンレス、鉄、銅などの磁性体によって形成される。鍋１は、上端開口部に外側にせり出したフランジ３５を有し、フランジ３５を収納部３３の上端から浮き上がった状態で載置することにより、収納部３３に着脱自在に収納される。従って、鍋１は収納時に、収納部３３との間に隙間を有する。 The pan 1 is formed of a magnetic material such as stainless steel, iron, or copper. The pan 1 has a flange 35 protruding outward from the upper end opening, and the flange 1 is detachably stored in the storage unit 33 by placing the flange 35 in a state of being lifted from the upper end of the storage unit 33. Therefore, the pan 1 has a gap between the storage portion 33 during storage.

鍋１の温度を検出する温度検出手段４１はサーミスタで構成され、鍋１の底部の略中心に配置されている。サーミスタは温度で抵抗値が変わるので、このサーミスタと所定の抵抗値を有する抵抗で分圧回路を構成し、所定の電圧をこの分圧回路の両端に供給することで、サーミスタの抵抗値をアナログ電圧に変換できる。図１に示したマイクロコンピュータ１４は、内蔵されたＡＤ変換器を用いてこのアナログ電圧から温度を推定する。 The temperature detection means 41 for detecting the temperature of the pan 1 is composed of a thermistor, and is arranged at the approximate center of the bottom of the pan 1. Since the resistance value of the thermistor changes with temperature, a voltage dividing circuit is configured with this thermistor and a resistor having a predetermined resistance value, and the resistance value of the thermistor is analogized by supplying a predetermined voltage to both ends of the voltage dividing circuit. Can be converted to voltage. The microcomputer 14 shown in FIG. 1 estimates the temperature from this analog voltage using a built-in AD converter.

蓋３２は、蓋加熱板３６、蓋加熱コイル３７、第一の回路基板３８を備えている。蓋加熱板３６はステンレスなどの金属で形成され、蓋３２には着脱自在に設定されている。 The lid 32 includes a lid heating plate 36, a lid heating coil 37, and a first circuit board 38. The lid heating plate 36 is made of metal such as stainless steel, and is set to be detachable from the lid 32.

蓋加熱コイル３７は蓋３２に内蔵され、蓋加熱板３６を誘導加熱する。なお、蓋加熱コイル３７は図１には特に図示していない。 The lid heating coil 37 is built in the lid 32 and inductively heats the lid heating plate 36. The lid heating coil 37 is not particularly shown in FIG.

第一の回路基板３８は、スイッチ、ＬＣＤ、マイクロコンピュータ１４などで構成されている。 The first circuit board 38 includes a switch, an LCD, a microcomputer 14 and the like.

炊飯器のボディ（本体）３１には、また、第二の回路基板３９、巻き取り式の電源コード収納部４０、冷却手段４２が配されている。 The body (main body) 31 of the rice cooker is also provided with a second circuit board 39, a take-up power cord storage unit 40, and a cooling means 42.

第二の回路基板３９は、特に図示しないが、半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴ、コンデンサ４，ダイオードブリッジ９、チョークコイル１０、コンデンサ１１などが搭載されている。 Although not shown in particular, the second circuit board 39 includes an IGBT, a capacitor 4, a diode bridge 9, a choke coil 10, a capacitor 11, and the like that constitute the semiconductor switching element 5.

巻き取り式の電源コード収納部４０はストッパーとばねを用いて電源コードを巻き取ることを可能にしている。電源コードは、交流電源７に接続して、炊飯器に電源を供給する。電源コード収納部４０は、第二の回路基板３９にリード線を介して電気的に接続している。 The wind-up type power cord storage unit 40 can wind up the power cord using a stopper and a spring. The power cord is connected to the AC power source 7 and supplies power to the rice cooker. The power cord storage unit 40 is electrically connected to the second circuit board 39 via a lead wire.

冷却手段４２は、第二の回路基板３９や炊飯器本体内に発生した熱を排熱・空冷するもので、ＤＣブラシレスモータの回転子にファンを取り付けたファンモータで構成されている。このファンモータは図１に示したマイクロコンピュータ１４でオンオフ制御される。 The cooling means 42 exhausts and air-cools the heat generated in the second circuit board 39 and the rice cooker body, and is constituted by a fan motor in which a fan is attached to a rotor of a DC brushless motor. This fan motor is on / off controlled by the microcomputer 14 shown in FIG.

第一の回路基板３８と第二の回路基板３９は、特に図示しないが、リード線で電気的に接続しており、マイクロコンピュータ１４内部に構成されたオン時間設定部１９、パルス発生部２０により、ＩＧＢＴをオンオフ制御し、加熱コイル２に高周波電流を供給する。加熱コイル２は高周波電流が流れると交番磁界を発生させ，この交番磁界により鍋１に渦電流が流れ、鍋１が発熱する。 The first circuit board 38 and the second circuit board 39 are not particularly shown, but are electrically connected by lead wires. The on-time setting unit 19 and the pulse generation unit 20 configured inside the microcomputer 14 are used. The IGBT is turned on and off, and a high frequency current is supplied to the heating coil 2. The heating coil 2 generates an alternating magnetic field when a high-frequency current flows, and an eddy current flows through the pan 1 by the alternating magnetic field, and the pan 1 generates heat.

以上のように，本実施の形態の炊飯器は、鍋１を誘導加熱し、鍋１内の調理物を加熱調理する。ここで調理物は、炊飯前の米と水又は炊き上がったご飯等である。 As mentioned above, the rice cooker of this Embodiment induction-heats the pan 1, and cooks the cooking thing in the pan 1 by heating. Here, the cooked product is rice before cooking rice and water or cooked rice.

図３は本発明の第１の実施の形態の炊飯器の加熱コイル２の動作周波数と両端電圧検出回路１２の出力電圧ゲインの関係を示したグラフである。この出力電圧ゲインとは、半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴの両端電圧のピーク電圧に対する両端電圧検出回路１２の出力電圧の比率のことである。このとき交流電源８の電圧は１００Ｖである。両端電圧検出回路１２は上記で説明したように、（ＣＥ）端子を複数の抵抗により所定の分圧比で分圧した抵抗分圧回路と、この抵抗分圧回路の出力電圧をピークホールドするためのエミッタフォロア回路で構成され、アナログ電圧を出力する。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the operating frequency of the heating coil 2 and the output voltage gain of the both-end voltage detection circuit 12 of the rice cooker according to the first embodiment of the present invention. This output voltage gain is the ratio of the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 to the peak voltage of the both-end voltage of the IGBT constituting the semiconductor switching element 5. At this time, the voltage of the AC power supply 8 is 100V. As described above, the both-end voltage detection circuit 12 is a resistor voltage dividing circuit in which the (CE) terminal is divided by a plurality of resistors at a predetermined voltage dividing ratio, and the output voltage of the resistance voltage dividing circuit is peak-held. It consists of an emitter follower circuit and outputs an analog voltage.

図３に示すように、両端電圧検出回路１２の出力電圧ゲインは加熱コイル２の動作周波数が高くなるほど低下する。これは本実施の形態の両端電圧検出回路１２の構成が両端電圧を複数の抵抗で分圧し、その後、ノイズ除去のためにコンデンサを入れていることによりＲＣの一次フィルタが発生しているためである。本実施の形態の炊飯器では、ノイズ除去のコンデンサが約１０００ｐＦで数ｋΩの抵抗が並列接続するため、実際の動作周波数である２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲内に遮断周波数を有するフィルタ回路の構成となっている。特に一石電圧共振のインバータは、この両端電圧が数百ボルトと高電圧になるため、抵抗値を大きくし、消費電力を抑えるようにしている。そのため遮断周波数が低くなり、インバータの動作周波数の影響を受けやすくなっている。 As shown in FIG. 3, the output voltage gain of the both-end voltage detection circuit 12 decreases as the operating frequency of the heating coil 2 increases. This is because the configuration of the both-end voltage detection circuit 12 according to the present embodiment divides the both-end voltage with a plurality of resistors, and then inserts a capacitor to remove noise, thereby generating an RC primary filter. is there. In the rice cooker of the present embodiment, the noise removal capacitor is approximately 1000 pF and a resistance of several kΩ is connected in parallel, so that the filter circuit has a cutoff frequency within the range of 20 kHz to 50 kHz that is the actual operating frequency. ing. In particular, an inverter with a single-tone voltage resonance has a high voltage of several hundred volts, so that the resistance value is increased to suppress power consumption. Therefore, the cut-off frequency is lowered and it is easy to be affected by the operating frequency of the inverter.

従って、両端電圧検出回路１２の出力電圧がインバータ３の動作周波数によって変動しても、両端電圧補正部２１に予め動作周波数ごとの補正値を記憶しておいて、この補正値を両端電圧検出回路１２の出力電圧に加えることで、実際のＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧に近い値を検出することができる。 Therefore, even if the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 varies depending on the operating frequency of the inverter 3, a correction value for each operating frequency is stored in advance in the both-end voltage correction section 21, and this correction value is used as the both-end voltage detection circuit. By adding to the 12 output voltages, a value close to the actual collector-emitter voltage of the IGBT can be detected.

図４は、本発明の第１の実施の形態の炊飯器の半導体スイッチング素子５のオン時間と加熱コイル２の動作周波数の関係を示したグラフである。このとき交流電源６の電圧は１００Ｖである。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the ON time of the semiconductor switching element 5 and the operating frequency of the heating coil 2 of the rice cooker according to the first embodiment of the present invention. At this time, the voltage of the AC power supply 6 is 100V.

図４に示すように、オン時間と加熱コイル２の動作周波数はほぼ比例関係にあるので、オン時間設定部１９が設定したオン時間から加熱コイル２の動作周波数を検知することが可能となる。 As shown in FIG. 4, since the on-time and the operating frequency of the heating coil 2 are in a substantially proportional relationship, the operating frequency of the heating coil 2 can be detected from the on-time set by the on-time setting unit 19.

なお、図４において、オン時間がＴｏｎ１の時、加熱コイル２の動作周波数が５０ｋＨｚになり、オン時間がＴｏｎ２の時、加熱コイル２の動作周波数が４０ｋＨｚになり、オン時間がＴｏｎ３の時、加熱コイル２の動作周波数が３０ｋＨｚになり、オン時間がＴｏｎ４の時、加熱コイル２の動作周波数が２０ｋＨｚになる。 In FIG. 4, when the on-time is Ton1, the operating frequency of the heating coil 2 is 50 kHz, when the on-time is Ton2, the operating frequency of the heating coil 2 is 40 kHz, and when the on-time is Ton3, heating is performed. When the operating frequency of the coil 2 is 30 kHz and the on-time is Ton4, the operating frequency of the heating coil 2 is 20 kHz.

図５は、本発明の第１の実施の形態の炊飯器の半導体スイッチング素子５のオン時間と交流電源７から供給される入力電流の関係を示したグラフである。図４でも示されているように、オン時間が長くなるほど入力電流が大きくなる。本実施の形態の炊飯器では、炊飯や保温状態に応じて最適な入力電流になるように所定のオン時間を設定している。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the ON time of the semiconductor switching element 5 of the rice cooker and the input current supplied from the AC power supply 7 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the input current increases as the ON time increases. In the rice cooker of the present embodiment, a predetermined on-time is set so as to obtain an optimum input current according to the rice cooking and the heat insulation state.

図６及び図７は、本発明の第１の実施の形態の炊飯器の主要回路の動作波形を示しており、図６は、半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ２にしたとき、図７は、オン時間をＴｏｎ３にしたときの動作波形をそれぞれ示している。 6 and 7 show operation waveforms of the main circuit of the rice cooker according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a state in which the on-time of the semiconductor switching element 5 is set to Ton2. The operation waveforms when the on-time is set to Ton3 are shown.

一般的に誘導加熱を利用した炊飯器においては、交流電源７の周波数（５０Ｈｚまたは
６０Ｈｚ）に対し、半導体スイッチング素子５のオンオフの周波数は２０ｋＨｚ以上と４００倍以上の高周波である。（ａ）はオン時間設定部１９の８ｂｉｔ出力を示している。（ｂ）はパルス発生部２０の出力波形を示している。（ｃ）は半導体スイッチング素子５に流れる電流波形を示している。（ｄ）は（ＣＥ）端子の電圧波形と（Ｃ２）端子の電圧波形を示している。（ｅ）は同期信号発生回路１５の出力波形を示しており、（ＣＥ）端子の電圧が、（Ｃ２）端子の電圧より小さい時にハイを出力し、その所定時間後にパルス発生部２０がハイ出力になる。（ｆ）は加熱コイル２に流れる電流波形を示している。 In general, in a rice cooker using induction heating, the on / off frequency of the semiconductor switching element 5 is 20 kHz or more and 400 times or more of the frequency of the AC power supply 7 (50 Hz or 60 Hz). (A) shows the 8-bit output of the on-time setting unit 19. (B) shows the output waveform of the pulse generator 20. (C) shows a waveform of a current flowing through the semiconductor switching element 5. (D) shows the voltage waveform at the (CE) terminal and the voltage waveform at the (C2) terminal. (E) shows the output waveform of the synchronizing signal generation circuit 15, which outputs high when the voltage at the (CE) terminal is smaller than the voltage at the (C2) terminal, and the pulse generator 20 outputs high after a predetermined time. become. (F) shows a waveform of a current flowing through the heating coil 2.

図８は本発明の第１の実施の形態の炊飯器の主要部の動作波形を示している。特に、交流電源７と零電圧同期信号出力回路２４の出力信号と両端電圧検出回路１２の出力信号の関係を示している。 FIG. 8 shows an operation waveform of the main part of the rice cooker according to the first embodiment of the present invention. In particular, the relationship between the output signal of the AC power supply 7, the zero voltage synchronization signal output circuit 24, and the output signal of the both-end voltage detection circuit 12 is shown.

図８において、（ａ）は交流電源７の両端電圧波形を示している。（ｂ）は零電圧同期信号出力回路２４がマイクロコンピュータ１４に出力するパルス波形を示している。（ｃ）はオン時間設定部１９が設定するオン時間を示している。（ｄ）は両端電圧検出回路１２が両端電圧補正部２１に出力するアナログ電圧波形を示している。（ｅ）は半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴのコレクタ電圧（ＣＥ）端子の包絡線波形を示している。 In FIG. 8, (a) shows the voltage waveform across the AC power supply 7. (B) shows a pulse waveform output from the zero voltage synchronization signal output circuit 24 to the microcomputer 14. (C) shows the on-time set by the on-time setting unit 19. (D) shows an analog voltage waveform that the both-end voltage detection circuit 12 outputs to the both-end voltage correction unit 21. (E) has shown the envelope waveform of the collector voltage (CE) terminal of IGBT which comprises the semiconductor switching element 5. FIG.

図６、図７、図８の動作波形についての詳細説明は後述する。 A detailed description of the operation waveforms of FIGS. 6, 7, and 8 will be given later.

図９は、本発明の第１の実施の形態の炊飯器の温度検知部のタイムチャートとスイッチング手段のオン時間のタイムチャートを示している。（ａ）は温度検知部が検知した鍋底温度のタイムチャートを示している。（ｂ）はスイッチング手段のオン時間のタイムチャートを示している。 FIG. 9 shows a time chart of the temperature detection unit of the rice cooker and the on-time time of the switching means according to the first embodiment of the present invention. (A) has shown the time chart of the pan bottom temperature which the temperature detection part detected. (B) shows a time chart of the ON time of the switching means.

図９（ｂ）のスイッチング手段のオン時間のタイムチャートは、縦軸でスイッチング手段のオン時間を示し、横軸に、このオン時間でスイッチング手段をオンオフし加熱コイルに高周波電流を流す期間を示している。 In the time chart of the ON time of the switching means of FIG. 9B, the vertical axis indicates the ON time of the switching means, and the horizontal axis indicates the period during which the switching means is turned ON / OFF and the high-frequency current flows through the heating coil. ing.

図１から図９を用いて、本実施の形態の炊飯器の動作を説明する。 Operation | movement of the rice cooker of this Embodiment is demonstrated using FIGS.

図９のＳ０において、図２に示した炊飯器の蓋内に配置された第一の回路基板３８に実装された複数のモーメンタリスイッチ（入力操作部１７）のうち、炊飯スタートを意味するモーメンタリスイッチを押すと、図１に示したマイクロコンピュータ１４が入力操作部１７の信号を検知し、炊飯シーケンスを開始する。 9, among the plurality of momentary switches (input operation unit 17) mounted on the first circuit board 38 arranged in the lid of the rice cooker shown in FIG. When is pressed, the microcomputer 14 shown in FIG. 1 detects the signal of the input operation unit 17 and starts the rice cooking sequence.

炊飯シーケンスは複数のサブシーケンスから構成されている。本実施の形態では、前炊き行程、炊飯量判定行程、沸騰維持行程、追い炊き行程で構成されている。 The rice cooking sequence is composed of a plurality of subsequences. In this Embodiment, it is comprised by the pre-cooking process, the rice cooking amount determination process, the boiling maintenance process, and the additional cooking process.

Ｓ０からＳ２までの期間は前炊き行程に該当する。前炊き行程では、Ｓ０からＳ１の期間にお米に水が吸収されやすい温度まで、半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ２にして、加熱コイル２に高周波電流を供給する。このとき、半導体スイッチング素子５のオン時間はＴｏｎ１を初期値にして、徐々にオン時間を大きくし、最終的にＴｏｎ２に達する。加熱コイル２は図３に示したようにＴｏｎ２の場合は約４０ｋＨｚで動作する。加熱コイル２が４０ｋＨｚで動作する導通比は１０秒／１６秒である。Ｔ１で図２に示した温度検知部４１が６０度を検知すると、マイクロコンピュータ１４は予めプログラムされた内容に従って、半導体スイッチング素子５のオン時間はＴｏｎ２にして、加熱コイルが４０ｋＨｚで動作する導通比を可変にし、約６０度の温度を、Ｔ２までの期間、維持するように制御する。 The period from S0 to S2 corresponds to the pre-cooking process. In the pre-cooking process, the high-frequency current is supplied to the heating coil 2 by setting the on-time of the semiconductor switching element 5 to Ton2 to a temperature at which water is easily absorbed by rice during the period from S0 to S1. At this time, the on-time of the semiconductor switching element 5 starts with Ton1 as an initial value, gradually increases the on-time, and finally reaches Ton2. The heating coil 2 operates at about 40 kHz in the case of Ton2 as shown in FIG. The conduction ratio at which the heating coil 2 operates at 40 kHz is 10 seconds / 16 seconds. When the temperature detection unit 41 shown in FIG. 2 detects 60 degrees at T1, the microcomputer 14 sets the on-time of the semiconductor switching element 5 to Ton2 according to the preprogrammed contents, and the conduction ratio at which the heating coil operates at 40 kHz. And a temperature of about 60 ° C. is controlled to be maintained until T2.

Ｓ２からＳ３までの期間は炊飯量判定行程に該当する。炊飯量判定行程では、半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ３にして、加熱コイル２に高周波電流を供給する。オン時間が長いので加熱コイルに供給される電流も増加し、誘導加熱量も大きくなる。つまり、鍋の温度も急激に上昇する。本実施の形態では、スイッチング手段５のオン時間をＴｏｎ３にして加熱コイル１駆動を開始してから、温度検知部４１が１００度を検知するまでの経過時間（Ｓ２からＳ３までの時間）から、マイクロコンピュータ１４が炊飯量を判定し、その後の沸騰維持行程における加熱コイル２の導通比、追い炊き行程における加熱コイル２駆動の導通比を設定する。 The period from S2 to S3 corresponds to the rice cooking amount determination process. In the rice cooking amount determination step, the on-time of the semiconductor switching element 5 is set to Ton3, and a high-frequency current is supplied to the heating coil 2. Since the on-time is long, the current supplied to the heating coil also increases and the amount of induction heating increases. That is, the temperature of the pan also rises rapidly. In the present embodiment, from the elapsed time (time from S2 to S3) until the temperature detection unit 41 detects 100 degrees after the heating coil 1 drive is started with the on-time of the switching means 5 set to Ton3, The microcomputer 14 determines the amount of rice cooking, and sets the conduction ratio of the heating coil 2 in the subsequent boiling maintenance process and the conduction ratio of the heating coil 2 drive in the additional cooking process.

Ｓ３からＳ４までの期間は沸騰維持行程に該当する。沸騰維持行程では、マイクロコンピュータ１４は半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ２に設定し、１０秒／１６秒の導通比で加熱コイル２を駆動する。加熱コイル２を駆動して鍋１を誘導加熱し続けると、鍋１内に残っていた水も蒸発し、鍋１の温度は１００度を超え、Ｓ４では１３０度に達する。温度検知部４１が１３０度を検知すると、マイクロコンピュータ１４は半導体スイッチング素子５をオフして、加熱コイル２の駆動を停止するとともに沸騰維持行程を終了し、追い炊き行程に移行する。 The period from S3 to S4 corresponds to the boiling maintenance process. In the boiling maintenance process, the microcomputer 14 sets the on-time of the semiconductor switching element 5 to Ton2, and drives the heating coil 2 with a conduction ratio of 10 seconds / 16 seconds. When the heating coil 2 is driven to continue induction heating of the pan 1, the water remaining in the pan 1 also evaporates, and the temperature of the pan 1 exceeds 100 degrees and reaches 130 degrees in S4. When the temperature detection unit 41 detects 130 degrees, the microcomputer 14 turns off the semiconductor switching element 5, stops driving the heating coil 2, ends the boiling maintenance process, and shifts to the additional cooking process.

Ｓ４からＳ５までの期間は追い炊き行程に該当する。追い炊き行程では、マイクロコンピュータ１４は半導体スイッチング素子５のオン時間をＴｏｎ２に設定し、２秒／１６秒の導通比で加熱コイル２を高周波スイッチングする。マイクロコンピュータ１４はＳ４からの経過時間を計時し、Ｓ５に達すると炊飯シーケンスを終了し、炊飯終了をブザー報知するとともに表示部１８を構成する炊飯中の意味を示すＬＥＤを消灯することで炊飯が終了したことを表示する。 The period from S4 to S5 corresponds to the additional cooking process. In the reheating process, the microcomputer 14 sets the on-time of the semiconductor switching element 5 to Ton2, and performs high-frequency switching of the heating coil 2 at a conduction ratio of 2 seconds / 16 seconds. The microcomputer 14 counts the elapsed time from S4, and when it reaches S5, the rice cooking sequence is finished, the buzzer is notified of the end of rice cooking, and the LED indicating the meaning in the rice cooking constituting the display unit 18 is turned off. Shows that it has finished.

同時にＳ５においてマイクロコンピュータ１４は保温シーケンスを開始し、温度検知部４１の温度が所定の温度より低くなるまで半導体スイッチング素子５をオフし、所定の温度より低くなったところで、再び半導体スイッチング素子５をオンオフし鍋１を誘導加熱し、この温度を維持するようにする。 At the same time, in S5, the microcomputer 14 starts a heat retention sequence, turns off the semiconductor switching element 5 until the temperature of the temperature detector 41 becomes lower than a predetermined temperature, and when the temperature becomes lower than the predetermined temperature, the semiconductor switching element 5 is turned on again. It is turned on and off, and the pan 1 is heated by induction so as to maintain this temperature.

以上のように、図９においては、炊飯の行程に応じて、半導体スイッチング素子のオン時間がＴｏｎ２、Ｔｏｎ３と複数設定されている。 As described above, in FIG. 9, a plurality of ON times of the semiconductor switching elements are set as Ton2 and Ton3 in accordance with the cooking process.

次に、図６と図７と図８の動作波形について、図１、図９を用いて説明する。 Next, the operation waveforms of FIGS. 6, 7, and 8 will be described with reference to FIGS.

図６は、図９（ｂ）の半導体スイッチング素子のオン時間がＴｏｎ２のときの各部の動作波形である。具体的には、Ｓ０〜Ｓ２（前炊き行程）、Ｓ３〜Ｓ４（沸騰維持行程）、Ｓ４〜Ｓ５（追い炊き行程）の各工程における各部の動作波形を示している。 FIG. 6 is an operation waveform of each part when the on-time of the semiconductor switching element of FIG. 9B is Ton2. Specifically, operational waveforms of respective parts in the respective steps of S0 to S2 (pre-cooking process), S3 to S4 (boiling maintenance process), and S4 to S5 (refreshing process) are shown.

まず、オン時間設定部１９が半導体スイッチング素子５のオン時間ＴｏｎをＴｏｎ２に設定し、パルス発生部２０が、図６（ｂ）のように、ハイパルス幅Ｔｏｎ２のハイパルスを駆動手段１６に出力する。 First, the on-time setting unit 19 sets the on-time Ton of the semiconductor switching element 5 to Ton2, and the pulse generating unit 20 outputs a high pulse with a high pulse width Ton2 to the driving unit 16 as shown in FIG.

駆動回路１６はハイ信号を受けて、半導体スイッチング素子５を構成するＩＧＢＴのゲート端子に約２０Ｖの電圧を印加する。ＩＧＢＴはゲート端子に２０Ｖ電圧を印加されると、コレクタ−エミッタ間をオンし、加熱コイル２が通電状態となり、図６（ｆ）のように加熱コイル２に電流が流れる。加熱コイル２はインダクタンス成分を有するので、加熱コイル２に流れる電流は時間とともに右肩上がりに上昇する波形となる。 The drive circuit 16 receives the high signal and applies a voltage of about 20 V to the gate terminal of the IGBT constituting the semiconductor switching element 5. When a 20 V voltage is applied to the gate terminal of the IGBT, the collector-emitter is turned on, the heating coil 2 is energized, and a current flows through the heating coil 2 as shown in FIG. Since the heating coil 2 has an inductance component, the current flowing through the heating coil 2 has a waveform that rises upward with time.

時間ｔ１において、設定されたオン時間Ｔｏｎ２が経過すると、パルス発生部２０はロ
ー信号を駆動回路１６に出力する。駆動回路１６は、このロー信号を受けてＩＧＢＴのゲート端子に０Ｖを印加しＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間をオープンにし、加熱コイル２の通電経路を遮断する。しかし、加熱コイル２はインダクタンス成分を有するため、このインダクタンス分とコンデンサ４とで図６（ｆ）のｔ１からｔ２期間に示したような共振波形が発生する。 When the set on-time Ton2 elapses at time t1, the pulse generator 20 outputs a low signal to the drive circuit 16. The drive circuit 16 receives this low signal, applies 0 V to the gate terminal of the IGBT, opens the collector-emitter of the IGBT, and interrupts the energization path of the heating coil 2. However, since the heating coil 2 has an inductance component, a resonance waveform as shown in the period from t1 to t2 in FIG.

このとき、図６（ｅ）に示すように、同期信号発生回路１５は、加熱コイル２のインダクタンス成分とコンデンサ４からなる共振電圧に相当する図６（ｄ）に示したＩＧＢＴのコレクタ電圧（（ＣＥ）端子の電圧）と、整流回路８の出力電圧（（Ｃ２）端子の電圧）を比較し、（ＣＥ）端子の電圧が（Ｃ２）端子の電圧より高いときはロー信号をパルス発生部２０に出力する。 At this time, as shown in FIG. 6 (e), the synchronization signal generating circuit 15 is connected to the IGBT collector voltage shown in FIG. 6 (d) corresponding to the resonance voltage composed of the inductance component of the heating coil 2 and the capacitor 4 (( (CE) terminal voltage) and the output voltage of the rectifier circuit 8 ((C2) terminal voltage). When the (CE) terminal voltage is higher than the (C2) terminal voltage, a low signal is output to the pulse generator 20. Output to.

時間ｔ２において、共振現象により、（ＣＥ）端子電圧が（Ｃ２）端子電圧より低くなると、同期信号発生回路１５は図６（ｅ）に示すようにハイ信号をパルス発生部２０に出力する。 At time t2, when the (CE) terminal voltage becomes lower than the (C2) terminal voltage due to a resonance phenomenon, the synchronization signal generation circuit 15 outputs a high signal to the pulse generation unit 20 as shown in FIG.

時間ｔ３では、パルス発生部２０は同期信号発生回路１５のローからハイへのエッジをトリガにして、再びオン時間設定部１９が設定したオン時間Ｔｏｎ２でハイパルスを出力する。 At time t3, the pulse generator 20 outputs a high pulse again at the on-time Ton2 set by the on-time setting unit 19 with the low-to-high edge of the synchronization signal generating circuit 15 as a trigger.

以上のようにｔ０点からｔ３までの期間を一周期として加熱コイル２に高周波電流を流すことで鍋１が誘導加熱される。両端電圧検出回路１２は、図６（ｄ）の半導体スイッチング素子５の両端電圧のピーク値を特に図示していないが、抵抗分圧回路とこの抵抗分圧回路の出力ピーク値を保持するエミッタフォロア回路で検出する。 As described above, the pan 1 is induction-heated by flowing a high-frequency current through the heating coil 2 with the period from the point t0 to t3 as one cycle. The both-end voltage detection circuit 12 does not particularly show the peak value of the both-end voltage of the semiconductor switching element 5 in FIG. 6D, but a resistance voltage divider circuit and an emitter follower that holds the output peak value of this resistance voltage divider circuit. Detect with circuit.

図８では、図９のＳ２からＳ３の期間で半導体スイッチング素子５のオン時間がＴｏｎ２からＴｏｎ３に大きくなっていくときの各部の動作波形を示している。図８に示したように零電圧同期信号のロー信号からハイ信号へのエッジから所定時間後に、両端電圧補正値と両端電圧上限値とを比較し、オン時間を更新していく。より詳細には、零電圧同期信号出力回路２４の出力信号のロー信号からハイ信号へのエッジ（ｔ＝Ｔ０、Ｔ２、Ｔ４、…）から所定時間後（ｔ＝Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、…）に、両端電圧検出回路１２の出力電圧を読み込み、周波数検出部２２が検出したパルス発生部２０の動作周波数にもとづいて両端電圧検出回路１２の出力電圧を補正し、オン時間設定部１９が両端電圧補正部２１と両端電圧上限値２３を比較し、オン時間設定値を変更する。次のタイミング（ｔ＝Ｔ２、Ｔ４、…）で零電圧同期信号出力回路２４の出力信号がローからハイに切り替わると、オン時間を変更値に更新していく。 FIG. 8 shows an operation waveform of each part when the ON time of the semiconductor switching element 5 increases from Ton2 to Ton3 in the period from S2 to S3 in FIG. As shown in FIG. 8, the both-end voltage correction value and the both-end voltage upper limit value are compared after a predetermined time from the edge of the zero voltage synchronization signal from the low signal to the high signal, and the on-time is updated. More specifically, after a predetermined time (t = T1, T3, T5,...) After the edge (t = T0, T2, T4,...) Of the output signal of the zero voltage synchronization signal output circuit 24 from the low signal to the high signal. Then, the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 is read, the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 is corrected based on the operating frequency of the pulse generation section 20 detected by the frequency detection section 22, and the on-time setting section 19 The correction unit 21 is compared with the upper-end voltage upper limit value 23, and the on-time set value is changed. When the output signal of the zero voltage synchronizing signal output circuit 24 switches from low to high at the next timing (t = T2, T4,...), The on-time is updated to the changed value.

例えば、図８のＴ０において、図８（ｂ）の零電圧同期信号出力回路２４の出力信号がローからハイに切り替わるエッジを、マイクロコンピュータ１４が検出すると、このエッジをトリガとして、マイクロコンピュータ１４内のカウンタがマイクロコンピュータ１４に接続した発振子の周期を利用して、時間を計測する。この計測した時間が所定時間経過したときのタイミングＴ１で、図８（ｄ）の両端電圧検出回路１２の出力電圧を、マイクロコンピュータ１４のＡＤ変換器を利用して読み込み、両端電圧補正部２１において、周波数検出部２２が検出したパルス発生部２０の動作周波数にもとづいて両端電圧検出回路１２の出力電圧を補正する。 For example, when the microcomputer 14 detects an edge at which the output signal of the zero voltage synchronizing signal output circuit 24 in FIG. 8B switches from low to high at T0 in FIG. 8, the edge is used as a trigger in the microcomputer 14. The counter measures the time using the period of the oscillator connected to the microcomputer 14. At the timing T1 when the measured time has passed for a predetermined time, the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 in FIG. 8D is read using the AD converter of the microcomputer 14, and the both-end voltage correction unit 21 The output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 is corrected based on the operating frequency of the pulse generator 20 detected by the frequency detector 22.

オン時間設定部１９は、両端電圧補正部２１で補正された補正値と両端電圧上限値２３とを比較し、この補正値が両端電圧上限値２３より低ければ、オン時間設定値を長く変更する。しかし、この変更値は次のＴ２のタイミングに達するまでは使用されない。 The on-time setting unit 19 compares the correction value corrected by the both-end voltage correction unit 21 and the both-end voltage upper limit value 23, and if this correction value is lower than the both-end voltage upper limit value 23, the on-time setting value is changed longer. . However, this changed value is not used until the next T2 timing is reached.

Ｔ２において、図８（ｂ）の零電圧同期信号出力回路２４の出力信号がローからハイに切り替わると、ほぼ同期して、図８（ｃ）に示すように、オン時間設定部２１が変更したオン時間設定値が更新され、パルス発生部２０よりハイ信号を出力する。同時に、タイミングＴ０の時と同様に、マイクロコンピュータ１４が両端電圧検出回路１２の出力電圧を読み込むタイミングを計測し始める。 At T2, when the output signal of the zero voltage synchronization signal output circuit 24 in FIG. 8B switches from low to high, the on-time setting unit 21 is changed almost in synchronization as shown in FIG. 8C. The on-time set value is updated, and a high signal is output from the pulse generator 20. At the same time, similarly to the timing T0, the microcomputer 14 starts measuring the timing for reading the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12.

所定時間が経過したタイミングＴ３において、タイミングＴ１の時と同様に、図８（ｄ）の両端電圧検出回路１２の出力電圧をマイクロコンピュータ１４のＡＤ変換器を利用して読み込み、両端電圧補正部２１において、周波数検出部２２が検出したパルス発生部２０の動作周波数にもとづいて両端電圧検出回路１２の出力電圧を補正する。 At the timing T3 when the predetermined time has passed, the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 of FIG. 8D is read using the AD converter of the microcomputer 14 in the same manner as at the timing T1, and the both-end voltage correction unit 21 is read. 2, the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 is corrected based on the operating frequency of the pulse generator 20 detected by the frequency detector 22.

オン時間設定部１９は、両端電圧補正部２１で補正された補正値と両端電圧上限値２３とを比較し、この補正値が両端電圧上限値２３より低ければ、オン時間設定値を長く変更する。図８においては、このときオン時間設定値がＴｏｎ３に達する。しかし、この変更値Ｔｏｎ３は、図８（ｃ）に示すように、次のＴ４のタイミングに達するまでは更新されない。 The on-time setting unit 19 compares the correction value corrected by the both-end voltage correction unit 21 and the both-end voltage upper limit value 23, and if this correction value is lower than the both-end voltage upper limit value 23, the on-time setting value is changed longer. . In FIG. 8, the on-time set value reaches Ton3 at this time. However, the change value Ton3 is not updated until the next timing T4 is reached, as shown in FIG. 8C.

タイミングＴ４に達すると、図８（ｃ）に示すように、半導体スイッチング素子５のオン時間はＴｏｎ３に更新される。本実施の形態においては、Ｔ４からＴ５の期間に図８（ａ）の交流電源７の電源電圧が変動し、半導体スイッチング素子５の両端電圧が上昇し、タイミングＴ５においては、図８（ｄ）の両端電圧検出回路１２の出力電圧を両端電圧補正部２１で補正しても、両端電圧上限値２３を超えているため、オン時間設定部１９がオン時間設定値を短く変更する。しかし、この変更値は、図８（ｃ）に示すように、次のＴ６のタイミングになるまで更新されない。 When the timing T4 is reached, the on-time of the semiconductor switching element 5 is updated to Ton3 as shown in FIG. In the present embodiment, the power supply voltage of the AC power supply 7 in FIG. 8 (a) fluctuates during the period from T4 to T5, the voltage across the semiconductor switching element 5 rises, and at timing T5, FIG. 8 (d) Even if the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 is corrected by the both-end voltage correction section 21, the both-end voltage upper limit value 23 is exceeded, so the on-time setting section 19 changes the on-time setting value short. However, the changed value is not updated until the next timing T6 as shown in FIG.

タイミングＴ６に達すると、図８（ｃ）に示すように、半導体スイッチング素子５のオン時間はＴｏｎ３より短い時間に更新され、半導体スイッチング素子５の両端電圧は両端電圧上限値２３より低い値となる。 When the timing T6 is reached, as shown in FIG. 8C, the on-time of the semiconductor switching element 5 is updated to a time shorter than Ton3, and the voltage across the semiconductor switching element 5 becomes lower than the voltage upper limit value 23 across both ends. .

なお、オン時間がＴｏｎ３のときの動作波形は、図７のようになる。動作原理は、図６のときと同様である。しかし、オン時間が長くなるので、（ＣＥ）端子電圧が図６のときよりも高くなる。 The operation waveform when the on-time is Ton3 is as shown in FIG. The operation principle is the same as in FIG. However, since the ON time becomes longer, the (CE) terminal voltage becomes higher than that in FIG.

図６、図７に示すように本実施の形態の炊飯器では、オン時間設定部１９の８ｂｉｔ出力が変化すると、パルス発生部２０のハイパルス期間が変化する。 As shown in FIGS. 6 and 7, in the rice cooker of the present embodiment, when the 8-bit output of the on-time setting unit 19 changes, the high pulse period of the pulse generation unit 20 changes.

以上のように本実施の形態の炊飯器では、加熱コイル２の動作周波数をパルス発生部２０の出力信号で検出し、検出した動作周波数に基づいて、両端電圧補正部２１が両端電圧検出回路１２の出力電圧を補正し、この補正した値と両端電圧上限値２３をオン時間設定部１９が比較し、オン時間を変更することで、両端電圧検出回路１２の出力電圧の周波数特性による変動をなくし、精度良く半導体スイッチング素子５の両端電圧を検出できる。 As described above, in the rice cooker of the present embodiment, the operating frequency of the heating coil 2 is detected by the output signal of the pulse generator 20, and the both-end voltage correcting unit 21 is based on the detected operating frequency. The on-time setting unit 19 compares the corrected value with the both-end voltage upper limit value 23 and changes the on-time, thereby eliminating the fluctuation due to the frequency characteristics of the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12. The voltage across the semiconductor switching element 5 can be detected with high accuracy.

なお、本実施の形態では一石電圧共振型のインバータについて説明したが、インバータ回路の構成はこれに限定するものではなく、たとえば２石のハーフブリッジ型のインバータや４石のフルブリッジ型のインバータでも構わない。 In this embodiment, the one-stone voltage resonance type inverter has been described. However, the configuration of the inverter circuit is not limited to this, and for example, a two-stone half-bridge type inverter or a four-stone full-bridge type inverter may be used. I do not care.

また、本実施の形態の炊飯器の加熱コイル２の動作周波数の検出方法を、オン時間設定部１９が設定するオン時間で推定する方法にしてもよい。 Moreover, you may make it the method of estimating with the ON time which the ON time setting part 19 sets the detection method of the operating frequency of the heating coil 2 of the rice cooker of this Embodiment.

図５に示したように、半導体スイッチング素子５のオン時間と加熱コイル２の動作周波
数はほぼ比例関係にあるので、推定することは可能である。この場合、パルス発生部２０の動作周波数を検出する必要がなくなるので、周波数検出部２２をマイクロコンピュータ１４内部で構成したり、外部回路で構成する必要がなくなり、簡単な構成、プログラムで半導体スイッチング素子５の両端電圧の検出精度を高くすることができる。上記のようにオン時間設定部１９が設定したオン時間から加熱コイル２の動作周波数を検出する方法は、本発明の炊飯器の請求項３の実施の形態の一例である。 As shown in FIG. 5, since the ON time of the semiconductor switching element 5 and the operating frequency of the heating coil 2 are in a substantially proportional relationship, it can be estimated. In this case, since it is not necessary to detect the operating frequency of the pulse generator 20, it is not necessary to configure the frequency detector 22 inside the microcomputer 14 or an external circuit, and the semiconductor switching element can be configured with a simple configuration and program. The detection accuracy of the voltage at both ends of 5 can be increased. The method of detecting the operating frequency of the heating coil 2 from the on-time set by the on-time setting unit 19 as described above is an example of the embodiment of claim 3 of the rice cooker of the present invention.

また、本実施の形態の両端電圧検出回路１２の出力電圧の読み込みタイミングを零電圧同期信号出力回路２４のローからハイへのエッジに切り替わるタイミングから所定時間経過後に読み込むようにする方法は、本発明の炊飯器の請求項４の実施の形態の一例である。なお、この読み込みのタイミングは、交流電源７の電源電圧がピークになるタイミングが最も良いが、本実施の形態では、ピークの少し前で読み込むようにしている。ピークのタイミングより後で読み込むと、エミッタフォロア回路を構成するコンデンサの経年変化による容量抜けを考慮すると、検知精度が悪化し、半導体スイッチング素子５の両端電圧を本来の値よりも低く検知してしまう可能性があるが、ピークのタイミングより前に検知するようにするとコンデンサが容量抜けして容量が小さくなっても、半導体スイッチング素子５の両端電圧を本来の値よりも高く検知するので、半導体スイッチング素子５の両端電圧の最大定格を超える心配がなく、安全な炊飯器を提供できる。 In addition, the method of reading the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 of the present embodiment after a predetermined time has elapsed from the timing when the zero voltage synchronization signal output circuit 24 switches from the low to high edge is provided. It is an example of embodiment of Claim 4 of this rice cooker. The reading timing is best when the power supply voltage of the AC power supply 7 reaches its peak, but in this embodiment, the reading is performed slightly before the peak. When reading is performed after the peak timing, the detection accuracy is deteriorated and the voltage across the semiconductor switching element 5 is detected lower than the original value in consideration of capacitance loss due to aging of the capacitors constituting the emitter follower circuit. There is a possibility, but if the detection is made before the peak timing, the voltage across the semiconductor switching element 5 is detected to be higher than the original value even if the capacitor is lost and the capacitance is reduced. There is no fear of exceeding the maximum rating of the voltage across the element 5, and a safe rice cooker can be provided.

なお、本実施の形態では、図９に示した炊飯シーケンスは複数のサブシーケンスから構成し、前炊き行程、炊飯量判定行程、沸騰維持行程、追い炊き行程ごとに半導体スイッチング素子５のオン時間を設定していたが、特に各工程をオン時間を限定する必要はなく、例えば両端電圧上限値２３を各工程ごとに予め記憶しておき、各工程ごとに両端電圧上限値２３を変更して、この両端電圧上限値２３を越えないように制御しても構わない。 In the present embodiment, the rice cooking sequence shown in FIG. 9 is composed of a plurality of sub-sequences, and the ON time of the semiconductor switching element 5 is set for each of the pre-cooking process, the rice cooking amount determination process, the boiling maintenance process, and the additional cooking process. Although it was set, it is not particularly necessary to limit the on-time of each process, for example, the both-end voltage upper limit value 23 is stored in advance for each process, and the both-end voltage upper limit value 23 is changed for each process, You may control so that this both-ends voltage upper limit 23 is not exceeded.

（実施の形態２）
図１０は、本発明の第２の実施の形態における炊飯器の主要部ブロック図である。 (Embodiment 2)
FIG. 10 is a main part block diagram of the rice cooker in the second embodiment of the present invention.

図１０において、制御部１０１は、マイクロコンピュータ１０２、同期信号発生回路１５、駆動回路１６、により構成されている。 In FIG. 10, the control unit 101 includes a microcomputer 102, a synchronization signal generation circuit 15, and a drive circuit 16.

マイクロコンピュータ１０２は、マイクロコンピュータ内部のカウンタを利用することで交流電源周波数検出部１０３を構成している。その他の構成は、本実施の形態１と同様であり、ここでの説明は省略する。 The microcomputer 102 configures the AC power supply frequency detection unit 103 by using a counter inside the microcomputer. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and a description thereof is omitted here.

交流電源周波数検出部１０３は、零電圧同期信号出力回路２４のハイパルス幅をカウンタで計時することにより、交流電源７の電源周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚかを判定し、両端電圧検出回路１２の出力電圧の読み込みタイミングを決定する。 The AC power supply frequency detection unit 103 determines whether the power supply frequency of the AC power supply 7 is 50 Hz or 60 Hz by measuring the high pulse width of the zero voltage synchronization signal output circuit 24 with a counter, and determines the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12. Determine the read timing.

交流電源７の電源周波数が５０Ｈｚの場合は、交流電源７の周期は２０ｍｓであり、図８のＴ０からＴ１までの時間は約１４ｍｓである。 When the power supply frequency of the AC power supply 7 is 50 Hz, the period of the AC power supply 7 is 20 ms, and the time from T0 to T1 in FIG. 8 is about 14 ms.

交流電源７の電源周波数が６０Ｈｚの場合は、交流電源７の周期は約１６．７ｍｓであり、図８のＴ０からＴ１までの時間は約１２ｍｓである。 When the power supply frequency of the AC power supply 7 is 60 Hz, the period of the AC power supply 7 is about 16.7 ms, and the time from T0 to T1 in FIG. 8 is about 12 ms.

以上のように、交流電源７の電源周波数を検出し、両端電圧検出回路１２の出力電圧の読み込みタイミングを切り替えることで、確実に両端電圧検出回路１２の出力電圧の略ピーク値を検出し、両端電圧補正部２１で両端電圧検出回路１２の出力電圧を補正するので、半導体スイッチング素子５の両端電圧を精度良く検出し、最大定格以上の電圧が印加されて半導体スイッチング素子が破壊されるのを防止することができる安全な炊飯器を提供
できる。 As described above, the power supply frequency of the AC power supply 7 is detected, and the read timing of the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 is switched, so that the approximate peak value of the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12 is reliably detected. Since the voltage correction unit 21 corrects the output voltage of the both-end voltage detection circuit 12, the both-end voltage of the semiconductor switching element 5 is accurately detected, and the semiconductor switching element is prevented from being destroyed by applying a voltage exceeding the maximum rating. A safe rice cooker can be provided.

以上のように、本発明にかかる炊飯器は、加熱コイルの動作周波数に応じて半導体スイッチング素子の両端電圧検出回路の出力電圧の周波数特性を補正するので、半導体スイッチング素子の両端電圧を精度良く検出し、半導体スイッチング素子の最大定格電圧を超えないように制御することができるので、家庭用途のみならず業務用途の炊飯器等の用途にも適用できる。 As described above, the rice cooker according to the present invention corrects the frequency characteristics of the output voltage of the both-end voltage detection circuit of the semiconductor switching element according to the operating frequency of the heating coil, so that the both-end voltage of the semiconductor switching element can be accurately detected. And since it can control so that the maximum rated voltage of a semiconductor switching element may not be exceeded, it can apply also to uses, such as a rice cooker for business use, as well as a household use.

１鍋
２加熱コイル
３インバータ回路
５半導体スイッチング素子
７交流電源
８整流回路
１２両端電圧検出回路
１３制御部
１９オン時間設定部
２０パルス発生部
２１両端電圧補正部
２２周波数検出部
２３両端電圧上限値
２４零電圧同期信号出力回路
１０１制御部
１０３交流電源周波数検出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pan 2 Heating coil 3 Inverter circuit 5 Semiconductor switching element 7 AC power supply 8 Rectifier circuit 12 Both-ends voltage detection circuit 13 Control part 19 ON time setting part 20 Pulse generation part 21 Both-ends voltage correction part 22 Frequency detection part 23 Both-ends voltage upper limit 24 Zero voltage synchronization signal output circuit 101 Control unit 103 AC power supply frequency detection unit

Claims

鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに接続した半導体スイッチング素子を有するインバータ回路と、交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路と、前記半導体スイッチング素子の両端電圧を検出する両端電圧検出回路と、前記半導体スイッチング素子をオンオフ制御する制御部と、前記加熱コイルの動作周波数を検出する周波数検出部を有し、前記インバータ回路は前記半導体スイッチング素子をオンオフして前記加熱コイルに高周波電流を供給し、前記制御部は前記半導体スイッチング素子の両端電圧の上限値を設定するとともに、前記両端電圧検出回路の出力値を前記交流電源のピーク値より前のタイミングで読み込み、前記周波数検出部の検出した周波数に応じて前記両端電圧検出回路の出力電圧を補正し、この補正値が両端電圧の上限値を超えないように前記半導体スイッチング素子のオン時間を設定する炊飯器。 A heating coil for inductively heating the pan, an inverter circuit having a semiconductor switching element connected to the heating coil, a rectifier circuit for rectifying an AC power source and supplying power to the inverter circuit, and a voltage across the semiconductor switching element are detected. Both-end voltage detection circuit, a control unit for controlling on / off of the semiconductor switching element, and a frequency detection unit for detecting an operating frequency of the heating coil, the inverter circuit turns on and off the semiconductor switching element to the heating coil. Supplying a high frequency current, the control unit sets an upper limit value of the voltage across the semiconductor switching element , reads the output value of the voltage detection circuit at a timing before the peak value of the AC power supply, and detects the frequency The output voltage of the both-end voltage detection circuit is compensated according to the frequency detected by the unit. Rice cooker, and this correction value is set the on-time of the semiconductor switching element so as not to exceed the upper limit value of the voltage across.

周波数検出部は、制御部が制御する半導体スイッチング素子のスイッチング周波数に基づいて加熱コイルの動作周波数を検出する請求項１に記載の炊飯器。 The rice cooker according to claim 1, wherein the frequency detection unit detects an operating frequency of the heating coil based on a switching frequency of the semiconductor switching element controlled by the control unit.

周波数検出部は、制御部が設定する半導体スイッチング素子のオン時間に基づいて加熱コイルの動作周波数を検出する請求項１に記載の炊飯器。 The rice cooker according to claim 1, wherein the frequency detection unit detects an operating frequency of the heating coil based on an on-time of the semiconductor switching element set by the control unit.

交流電源の零電圧を検出し制御部に同期信号を出力する零電圧同期信号出力回路を有し、前記制御部は前記零電圧同期信号出力回路の同期信号から所定時間経過後に、両端電圧検出回路の出力電圧を読み込む請求項１〜３のいずれか１項に記載の炊飯器。 A zero voltage synchronization signal output circuit that detects a zero voltage of an AC power supply and outputs a synchronization signal to the control unit, and the control unit is configured to detect a voltage at both ends after a predetermined time has elapsed from the synchronization signal of the zero voltage synchronization signal output circuit. The rice cooker of any one of Claims 1-3 which read the output voltage of.

制御部は零電圧同期信号出力回路の同期信号から交流電源の電源周波数を検出し、前記制御部は検出した電源周波数に応じて、前記零電圧同期信号出力回路の同期信号から両端電圧検出回路の出力電圧を読み込む時間を切り替える請求項４に記載の炊飯器。 The control unit detects the power supply frequency of the AC power supply from the synchronization signal of the zero voltage synchronization signal output circuit, and the control unit detects the voltage of the both-end voltage detection circuit from the synchronization signal of the zero voltage synchronization signal output circuit according to the detected power supply frequency. The rice cooker of Claim 4 which switches the time which reads an output voltage.